硅酮胶捏合机电机

在硅酮胶捏合机上的应用

背景

捏合机是卧式混合机的一种，应用十分广泛，具有搅拌均匀、无死角、捏合效率高的优点，适用于高粘度密封胶、塑料、橡胶、硅橡胶、染料、颜料、油墨、食品胶基、医药药剂、建筑涂料、碳素、纤素、中性酸性玻璃胶、口香糖、泡泡糖、纸浆、纤维素、电池、树脂、食品、化妆品等行业。

现存量市场中捏合机配置的电机大多为IE2能效，依据《电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2020）标准要求，已经被列入淘汰电机范畴。且整体经济运行区间窄，耗能大，在国家“双碳”政策的形势下，亟需改造升级。

设备简介

硅酮胶也就是我们常说的玻璃胶，也叫硅酮玻璃胶，是一种类似软膏，一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的橡胶类固体的材料。硅酮胶因为常被用于玻璃方面的粘接和密封，所以俗称玻璃胶。

硅酮胶捏合机用于一般粉体混合机和液体搅拌机不能加工的高粘度浆体或弹塑性物料的捏合、混炼、捏合、破碎、分散、重新聚合各种化工产品的理想设备，是做硅酮胶前道基料工序的生产设备，具有搅拌均匀、无死角、捏合效率高的优点，物料在桨叶、槽壁和脊状突起部位之间进行刮擦、拉伸、折叠、挤榨，物料从搅拌桨一端向另一端进行循环，两个搅拌桨是相切的，最常用的是采用两个Σ桨叶，采用并排相切差速型排列，即一个搅拌桨的速度快，一个搅拌桨的速度慢，以便于产生剪切力，不同的桨速使得混炼的物料能够迅速剪切，从而完成捏合过程。出料时将槽倾斜即可。

捏合机主要由捏合部分、机座部分、液压系统、传动系统、真空系统和电控系统等六大部分组成。捏合部分由缸体、浆轴、墙板、缸盖等组成。

液压系统由一台液压站来操纵两只小油缸和两个大油缸，来完成启闭大盖、翻动搅拌缸功能。电控系统有手动、自动电控系统，操作方便、可靠。传动系统由电机、减速机和齿轮组成、根据捏合机型号配套电机。在传动过程中，可由电机同步转速，经弹性联轴器至减速机后，由输出装置传动快浆，使其达到规定的转速，也可由变频器进行调速。

硅酮胶捏合机调温方式可选用导热油循环加热、电加热、蒸汽加热、水冷却。可根据要求制成缸体夹套、墙板夹套、搅拌桨中通水、通导热油等结构来进行加热和冷却。

硅酮胶捏合机出料方式有液压翻缸、螺杆出料、下出料等形式。

工况简介

① 负载特性：

硅酮胶捏合机属于恒转矩负载特性。但是在搅拌捏合的不同阶段，负载变化比较大，捏合过程中负载转矩的波动比较大，需能快速响应负载突变 存在带胶启动情况，由于胶有一定粘性，因此要求过载启动，且启动转矩较大。

② 运行环境：

捏合机为化工机械，工作环境为高温、腐蚀。

③ 动力配置：

传统硅酮胶捏合机常用动力配置为三相异步电机+变频器方案，电机能效低，高效区间窄，经常运行在低效区域，综合用电经济性差。

海川电气方案

本次改造依托超高效助磁同步磁阻电机技术，以开炼机电机驱动系统作为节能改造对象。采用HCM5系列超高效助磁同步磁阻电机作为主驱动电机，具有能耗小，高效区间宽，体积小，可靠经济等特点。选择G6系列驱动器作为电机驱动控制装置，矢量控制，助磁电机专用底层算法，控制性能好，稳定高效。

① 电机产品介绍：

HCM5系列是采用新型助磁同步磁阻电机技术设计制造的全封闭、自扇风冷超高效三相助磁同步磁阻电动机，符合国标一级能效要求（IEC标准：IE5）。

具有效率高、起动转矩大、噪声振动低、调速范围宽等特点。电机内部不含稀土永磁材料，结构简单、稳定可靠。采用标准中小型异步电动机机壳，方便现场更换，是一种高效节能，节约稀土资源的高效电机驱动解决方案。

可用于驱动各种通用机械设备，如风机、水泵、空压机、纺织机械等，满足各种工业自动化领域设备驱动需求。

电压等级：AVC380V

功率范围：3-355kW

机座号：132-355

能效等级：IEC60034-30-2 IE5能效

转速范围：750/1000/1500/3000r/min
② 电机产品特点：

u  高能效：

转子无损耗，效率高，高效区间宽，综合运行经济性好。

u  高功率因数：

以 铁氧体磁性材料 作为辅助励磁，无功小，功率因数高。

u  高可靠：

耐高温潮湿腐蚀，不易退磁，可靠性高。

u  高经济性：

以磁阻转矩作为主要转矩来源，电机无稀土永磁材料，高牌号硅钢片等昂贵原材料，驱动器采用传动变频器硬件架构，一种高性价比的IE5能效电机驱动解决方案，经济性好。

③ 驱动器产品介绍

HCD-G6系列变频驱动器是一款通用高性能电流矢量变频驱动器，可以实现助磁同步磁阻电机的速度和转矩控制。采用高性能的矢量控制技术，具有良好的动态控制特性以及过载能力，支持全速度段转速跟踪启动，适用于各种自动化生产设备的驱动。具备丰富的输入输出接口，支持扩展。

输入电压：3PH 380V±10% 50/60Hz

功率范围：0.75-500kW

安装形式：壁挂式安装

④  驱动产品特点：

u  支持助磁同步磁阻电机全速度段开环/闭环矢量控制。

u  具有良好的动态特性、启动能力、过载能力、恒功率扩速能力。

u  速度和转矩控制模式。

u  内置Modbus及CAN通讯。

u  全速度段转速跟踪启动能力。

应用案例

原方案    异步电机+变频器

异步电机型号    YVF2-355M3-6 200kW

变频器型号      艾默生EV2000-4T2000G

改造方案   高效电机+驱动器

电机型号 HCM5-355M-200-1000-T4-FITS-B3 

驱动型号 HCD-G6-T4200G

应用要求

端子与键盘命令源控制切换；模拟量4~20mA 调速。 运行电流模拟量4~20mA模拟量输出反馈以及变频器运行中反馈。加减速时间无特殊要求。

参数设置：

应用效果